1. ROS2节点创建与生命周期管理

任务目标

创建一个ROS2 Python节点，该节点在启动时执行初始化操作，在运行期间周期性发布消息，在关闭时执行清理操作。通过该节点演示ROS2节点的标准生命周期：构造→初始化→执行→销毁，并观察节点状态转换。

环境依赖

• Ubuntu 22.04 + ROS2 Humble（或更高版本）
• 已安装 rclpy 和 std_msgs 包
• 已source ROS2环境：source /opt/ros/humble/setup.bash

完整实现

创建文件 lifecycle_node.py，内容如下：

import rclpy
from rclpy.node import Node
from std_msgs.msg import String
import time

class LifecycleDemoNode(Node):
    def __init__(self):
        # 节点初始化：创建节点、声明参数、创建发布器
        super().__init__('lifecycle_demo_node')
        self.publisher = self.create_publisher(String, 'lifecycle_topic', 10)
        self.timer = self.create_timer(1.0, self.timer_callback)
        self.counter = 0
        self.get_logger().info('节点已创建，进入初始化状态')

    def timer_callback(self):
        # 运行期间周期性执行
        msg = String()
        msg.data = f'第 {self.counter} 条消息'
        self.publisher.publish(msg)
        self.counter += 1
        self.get_logger().info(f'发布: {msg.data}')

    def destroy_node(self):
        # 销毁前清理：停止定时器、记录日志
        self.get_logger().info('节点销毁中，执行清理操作...')
        self.timer.cancel()
        super().destroy_node()

def main(args=None):
    rclpy.init(args=args)          # 1. 初始化ROS2客户端库
    node = LifecycleDemoNode()     # 2. 创建节点实例（构造+初始化）
    
    try:
        rclpy.spin(node)           # 3. 进入执行循环，等待回调
    except KeyboardInterrupt:
        pass
    finally:
        node.destroy_node()        # 4. 销毁节点（清理）
        if rclpy.ok():
            rclpy.shutdown()       # 5. 关闭ROS2客户端库
        print('节点已完全销毁，进程退出')

if __name__ == '__main__':
    main()

运行方式

1. 打开终端，source ROS2环境
2. 运行节点：python3 lifecycle_node.py
3. 另开终端，查看节点列表：ros2 node list，应看到 /lifecycle_demo_node
4. 查看话题消息：ros2 topic echo /lifecycle_topic

验证方法与判定标准

• 初始化验证：运行节点后，终端输出 节点已创建，进入初始化状态，且 ros2 node list 能查到该节点
• 执行验证：每1秒输出一条 发布: 第 N 条消息，ros2 topic echo 能收到对应消息
• 销毁验证：按 Ctrl+C 终止进程，终端输出 节点销毁中，执行清理操作...，随后进程正常退出，ros2 node list 中节点消失
• 状态转换观察：运行 ros2 lifecycle get /lifecycle_demo_node 可查看节点生命周期状态（当前为 active），说明节点处于正常运行状态

生命周期状态说明

ROS2节点生命周期遵循标准状态机：未配置(unconfigured)→未激活(inactive)→激活(active)→最终化(finalized)。本案例中，节点创建后直接进入 active 状态（默认配置），通过 rclpy.spin() 保持执行，销毁时通过 destroy_node() 完成清理并退出。如需显式管理状态转换，可使用 rclpy.lifecycle 模块，但本案例聚焦于基础节点的创建与销毁流程。

常见问题

• 找不到 rclpy：确认已source ROS2环境，且Python版本匹配（ROS2 Humble需Python3.10）
• 节点无法销毁：确保在 finally 块中调用 destroy_node()，避免异常导致资源泄漏
• 话题收不到消息：检查发布器队列长度（本案例设为10），并确认订阅方已启动